Entrelazamiento bajo demanda

Uno de los problemas del procesado de la información cuántica es la ineficiencia. El entrelazamiento de fotones está generalmente considerado como el principal candidato para la computación cuántica (se usa para teletransporte y criptografía), pero por ahora es una propuesta basada en el azar. “Los únicos métodos que tenemos para generar fotones entrelazados son aleatorios”, dice Yosi Avron a PhysOrg.com. “no siempre obtienes un par entrelazado, y cuando lo obtienes, después de comprobar los fotones, ya es inútil”.

Avron, físico en el Instituto Tecnológico Technion-Israel, cree que él y sus colegas pueden haber encontrado una técnica que podría resolver el problema del entrelazamiento de fotones. Avron trabajó junto con Gershoni, Bisker, Lindner y Meirom en Technion-Israel, así como con Warburton de la Universidad Heriot-Watt de Edimburgo. El esquema del equipo gira en torno a la reordenación del tiempo, y se explica en la revista Physical Review Letters en el artículo: “Entanglement on Demand through Time Reordering (Entrelazamiento bajo demanda a través de reordenación del tiempo)”.

“La clave es algo llamado ambigüedad en las rutas de intercambio”, explica Avron. Apunta que en la mecánica cuántica, una partícula puede estar en dos lugares a la vez. “Si tienes dos rendijas en un papel, y envías un fotón a través de ellas, el fotón pasa a través de las dos al mismo tiempo. No tiene que elegir. Si tienes una pantalla tras las dos rendijas, el patrón de interferencia que muestra es el mismo tras cada rendija. El fotón pasó por ambas”.

Avron pasa a explicar que la clave está en configurar distintos caminos para que los sigan los fotones, y en crear una situación en la que los dos estados den el mismo resultado. De tal forma, sería posible producir fotones entrelazados bajo demanda, en lugar de simplemente por azar: “Si tienes un sistema con un átomo, lo inicias en un estado excitado. Entonces se relaja y libera un fotón en un estado intermedio. Posteriormente se relaja más y emite un fotón de estado base. La ambigüedad llega cuando se crea un segundo estado intermedio, idéntico al primero, de tal forma que tienes un estado donde se han generado dos fotones de formas alternativas”.

Suena bien, pero Avron reconoce que es donde surgen los problemas. “Es difícil obtener dos estados que son exactamente idénticos entre sí”, dice. “Los estados tienen energías ligeramente distintas y esto afecta negativamente a su entrelazamiento”.

La solución a la que llegó el equipo fue la de reordenar la sincronización del sistema. “Esta no es una idea nueva”, comenta, “pero fuimos los primeros en crear una teoría creíble de cómo podría hacerse”.

“Todo lo que hay que hacer es reordenar uno de los caminos”, explica Avron. “Y, si lo haces, entonces tendrías una situación donde puedes entrelazar debido a que los estados se hacen idénticos …En lugar de encajar en cada generación de fotones, es posible igualar las generaciones y reordenarlos. La mecánica cuántica lo permite sin penalización”.

Avron tiene cuidado al apuntar que esta etapa de los resultados es teórica. “Pero”, continúa, “creemos que es posible diseñar un experimento para comprobarlo. David Gershoni está trabajando en tal experimento”.

El experimento puede llevar uno o dos años, pero Avron confía en los resultados. “Ha sido difícil obtener un entrelazamiento de alta calidad bajo demanda”, explica, “y lo que hemos descubierto es que es posible que podamos hacerlo en pocos años”.



Autor: Miranda Marquit
Fecha Original: 7 de abril de 2008
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